(57)【要約】【課題】ガス消費装置の運転を安定させることができるガスシステムを課題とする。【解決手段】ガスを高圧で貯留するタンク２１と、ガスを消費するガス消費装置２と、タンク２１からガス消費装置２にガスを供給するガス供給路２２と、ガス供給路２２に設けられ、ガス消費装置２に供給されるガスの圧力を調整するダイヤフラム式の調圧弁６１と、備えたガスシステム１において、調圧弁６１は、ダイヤフラム１０６の片側の面１０６ａがガスの通路１０７に面し且つもう片側の面１０６ｂが圧力室１０８に面する構成である。そして、圧力室１０８は、ガス供給路２２の下流側であって且つ調圧弁６１よりも下流側に接続される。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガスを高圧で貯留するタンクと、
ガスを消費するガス消費装置と、
前記タンクから前記ガス消費装置にガスを供給するガス供給路と、
前記ガス供給路に設けられたダイヤフラム式の調圧弁であって、当該ダイヤフラムの一方の側がガスの通路に面する調圧弁と、
を備えたガスシステムにおいて、
前記ガス消費装置に供給されるガスの圧力を調整するように、前記ダイヤフラムを前記調圧弁よりも下流側の前記ガス供給路のガス状態に連動させる連動手段、を備えたガスシステム。
【請求項２】
前記調圧弁は、前記ダイヤフラムの他方の側が圧力室に面する構成であり、
前記連動手段は、前記調圧弁よりも下流側の前記ガス供給路と前記圧力室とを接続する接続流路を有する請求項１に記載のガスシステム。
【請求項３】
前記連動手段は、前記接続流路に設けられた開閉弁を更に有する請求項２に記載のガスシステム。
【請求項４】
前記連動手段は、
前記接続流路に設けられた圧力センサと、
前記圧力センサの検出結果に基づいて前記開閉弁を制御する制御装置と、を更に有する請求項３に記載のガスシステム。
【請求項５】
前記連動手段は、前記ガス消費装置の運転状態に応じて前記開閉弁を開閉する制御装置を、更に有する請求項３に記載のガスシステム。
【請求項６】
前記連動手段は、
前記調圧弁よりも下流側の前記ガス供給路に設けられた圧力センサと、
前記圧力センサの検出結果に基づいて前記開閉弁を制御する制御装置と、を更に有する請求項３に記載のガスシステム。
【請求項７】
前記調圧弁よりも下流側の前記ガス供給路に設けられた遮断弁を、更に備え、
前記接続流路は、前記遮断弁よりも上流側の前記ガス供給路と前記圧力室とを接続する請求項３に記載のガスシステム。
【請求項８】
前記連動手段は、
前記調圧弁よりも下流側の前記ガス供給路に設けられた圧力センサと、
前記圧力センサの検出結果に基づいて前記遮断弁を開閉制御する制御装置と、を更に有する請求項７に記載のガスシステム。
【請求項９】
前記ガス供給路において前記調圧弁よりも下流側に設けられた減圧弁を、更に備え、
前記接続流路は、前記減圧弁よりも下流側の前記ガス供給路と前記圧力室とを接続している請求項２ないし６のいずれか一項に記載のガスシステム。
【請求項１０】
前記連動手段は、前記ダイヤフラムに連結され、前記ガス状態に連動させるように当該ダイヤフラムを駆動する駆動装置を有する請求項１に記載のガスシステム。
【請求項１１】
前記連動手段は、前記調圧弁よりも下流側の前記ガス供給路に設けられた圧力センサを更に有し、
前記駆動装置は、前記圧力センサの検出結果に応じて、前記ダイヤフラムを駆動する請求項１０に記載のガスシステム。
【請求項１２】
前記ガス消費装置は、ガスとして水素を消費する燃料電池である請求項１ないし１１のいずれか一項に記載のガスシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料電池などのガス消費装置にガスを供給するガスシステムに関し、特にガス供給路にダイヤフラム式の調圧弁が設けられたガスシステムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種のガスシステムとして燃料電池システムが広く知られている。例えば特許文献１に記載の燃料電池システムでは、水素タンク下流のガス供給路に調圧弁が設けられ、調圧弁により燃料電池への供給水素圧を調整する。調圧弁はダイヤフラム式からなり、ダイヤフラムの一面が水素の通路に面し、ダイヤフラムのもう一方の面が圧力室に面する。この圧力室には、エア側の供給流路が連通されると共に、膨張室のある希釈器が接続される。かかる構成により、調圧弁はエア側の圧力（コンプレッサ圧）を利用して供給水素圧を可変調圧すると共に、希釈器による作動音を減少している。
【特許文献１】特開２００５−１５００９０号公報（第８図〜第１０図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかし、従来の燃料電池システムでは、調圧弁の可変調圧にコンプレッサ圧を利用するため、コンプレッサの動力ロスが発生し得る。
また、一般に、ガス供給路上の構造的な影響や、燃料電池の運転条件又は状態（急速な消費や異常状況）によって、ガス供給路に圧力変動が生じる。しかし、従来の燃料電池システムでは、水素タンク近傍の調圧弁は、ガス供給路の下流の圧力変動の影響が考慮されていなかった。このため、燃料電池に対するガス供給の過不足が発生する場合があり、結果的に燃料電池の運転が不安定となるおそれがあった。
【０００４】
本発明は、ガス消費装置の運転を安定させることができるガスシステムを提供することをその目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するべく、本発明のガスシステムは、ガスを高圧で貯留するタンクと、ガスを消費するガス消費装置と、タンクからガス消費装置にガスを供給するガス供給路と、ガス供給路に設けられたダイヤフラム式の調圧弁であって、ダイヤフラムの一方の側がガスの通路に面する調圧弁と、を備えたガスシステムにおいて、ガス消費装置に供給されるガスの圧力を調整するように、ダイヤフラムを調圧弁よりも下流側のガス供給路のガス状態に連動させる連動手段、を更に備えたものである。
【０００６】
この構成によれば、ダイヤフラムが調圧弁よりも下流側のガス供給路のガス状態に連動し、ガス消費装置へのガスの圧力が調整される。これにより、ガス供給路の圧力変動に対応して調圧されたガスがガス消費装置に供給されるため、ガス消費装置へのガス供給の変動が抑制され、結果的にガス消費装置の運転を安定させることが可能となる。
【０００７】
ここで、ガス消費装置としては、ガスとして水素あるいは圧縮天然ガスの供給を受けて機械エネルギーや熱エネルギーを発生する内燃機関などが挙げられる。好ましくは、ガス消費装置は、ガスとして水素を消費する燃料電池である。
【０００８】
好ましくは、調圧弁は、ダイヤフラムの他方の側が圧力室に面する構成であり、連動手段は、調圧弁よりも下流側のガス供給路と圧力室とを接続する接続流路を有するとよい。
【０００９】
この構成によれば、ガス供給路の圧力変動を調圧弁に機械的にフィードバックすることができる。
【００１０】
より好ましくは、連動手段は、接続流路に設けられた開閉弁を更に有するとよい。
【００１１】
この構成によれば、開閉弁を必要に応じて開閉することで、圧力室とガス供給路とを連通状態にしたり、非連通状態（遮断状態）にしたりできる。例えば、ガス供給路に所定の大きさの圧力変動が生じた場合に、開閉弁を開くようにすることもできる。
【００１２】
より好ましくは、連動手段は、接続流路に設けられた圧力センサと、圧力センサの検出結果に基づいて開閉弁を制御する制御装置と、を更に有するとよい。
【００１３】
この構成によれば、接続流路におけるガス圧に応じて開閉弁を開閉できる。
【００１４】
好ましい一態様によれば、連動手段は、ガス消費装置の運転状態に応じて開閉弁を開閉する制御装置を、更に有してもよい。
【００１５】
好ましい一態様によれば、連動手段は、調圧弁よりも下流側のガス供給路に設けられた圧力センサと、圧力センサの検出結果に基づいて開閉弁を制御する制御装置と、を更に有してもよい。
【００１６】
この構成によれば、調圧弁の下流側のガス圧に応じて開閉弁を適切に開閉できる。なお、圧力センサはガス消費装置の近傍に設けられることが好ましい。
【００１７】
好ましい一態様によれば、ガスシステムは、調圧弁よりも下流側のガス供給路に設けられた遮断弁を更に備え、接続流路は、遮断弁よりも上流側のガス供給路と圧力室とを接続するとよい。より好ましくは、連動手段は、調圧弁よりも下流側のガス供給路に設けられた圧力センサと、圧力センサの検出結果に基づいて遮断弁を開閉制御する制御装置と、を更に有するとよい。
【００１８】
これらの構成によれば、例えば遮断弁を閉弁することで、調圧弁をリセット調整できる。すなわち、ガス供給路の圧力変動の大きさによっては、逆に圧力室への調圧量（フィードバック量）が調圧弁のハンチングをもたらす場合も考えられるところ、必要なときは遮断弁を閉じることで、圧力室への圧力変動の影響を回避することができる。
【００１９】
好ましくは、ガスシステムは、ガス供給路において調圧弁よりも下流側に設けられた減圧弁を更に備え、接続流路は、減圧弁よりも下流側のガス供給路と圧力室とを接続するとよい。
【００２０】
別の好ましい一態様によれば、連動手段は、ダイヤフラムに連結され、ガス状態に連動させるようにダイヤフラムを駆動する駆動装置を有してもよい。
【００２１】
この構成によれば、ガス供給路の圧力変動を、駆動装置により調圧弁のダイラフラムに電気的にフィードバックすることができる。ここで、駆動装置は、例えば、モータなどの電磁アクチュエータで構成することができる。
【００２２】
好ましくは、連動手段は、調圧弁よりも下流側のガス供給路に設けられた圧力センサを更に有し、駆動装置は、圧力センサの検出結果に応じてダイヤフラムを駆動する。
【００２３】
この構成によれば、ダイヤフラムの駆動がガス供給路のガス圧に基づいてなされるため、ダイヤフラムをガス供給路のガス圧に適切に連動させることができる。
【発明の効果】
【００２４】
以上説明した本発明のガスシステムによれば、ガス消費装置へのガス供給の変動が抑制され、ガス消費装置の運転を安定させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下、添付図面を参照して、本発明の好適な実施形態に係るガスシステムについて燃料電池システムを例に説明する。
【００２６】
＜第１実施形態＞
図１は、燃料電池システムの構成図である。
燃料電池システム１（ガスシステム）は、多数の単セルを積層したスタック構造からなる燃料電池２と、酸化ガスとしての空気（酸素）を燃料電池２に供給する酸化ガス配管系３と、燃料ガスとしての水素を燃料電池２に供給する燃料ガス配管系４と、システム全体を統括制御する制御装置５と、を備えている。
【００２７】
燃料電池２は、リン酸型など各種のものが存在するが、ここでは固体高分子電解質型で構成されている。燃料電池２の単セルは、いずれも図示を省略したが、イオン交換膜からなる電解質の一方の面に空気極（カソード）が設けられ、他方の面に燃料極（アノード）が設けられ、さらに空気極及び燃料極を両側から挟みこむように一対のセパレータが設けられている。酸化ガス及び燃料ガスの供給を受けた燃料電池２は、これらのガスを運転により消費して電力を発生する。すなわち、燃料電池２は、ガス消費装置の一種である。
【００２８】
酸化ガス配管系３は、酸化ガスを供給路１１から燃料電池２に供給し、燃料電池２に供された酸化オフガスを排出路１２へと排出する。酸化ガスは、フィルタ１３を介してコンプレッサ１４により圧送され、加湿器１５で加湿されてから燃料電池２に供給される。酸化オフガスは、背圧調整弁１６を通って加湿器１５で水分交換に供された後、最終的に排ガスとしてシステム外の大気中に排気される。
【００２９】
燃料ガス配管系４は、燃料ガスを高圧で貯留する燃料供給源２１と、燃料供給源２１の燃料ガスを燃料電池２に供給する供給路２２と、燃料電池２から排出された燃料オフガスを供給路２２の合流点Ａに戻すための循環路２３と、循環路２３の燃料オフガスを供給路２２に圧送する循環ポンプ２４と、循環路２３に分岐接続された排出路２５と、を有している。
【００３０】
排出路２５には、シャットバルブとして機能するパージ弁３３が設けられている。パージ弁３３が燃料電池システム１の稼動時に適宜開弁することで、燃料オフガス中の不純物が燃料オフガスと共に希釈器３４に排出される。パージ弁３３の開弁により、循環路２３における燃料オフガス中の不純物の濃度が下がり、循環供給される燃料オフガス中の水素濃度を上げることができる。希釈器３４は、パージされた燃料オフガスを燃焼して、燃料オフガス中の水素濃度を低減処理する。この低減処理後の排ガスは、排出路１２に排出される。
【００３１】
燃料供給源２１は、例えば高圧タンクや水素吸蔵合金を有するタンクなどで構成され、ここでは高圧タンクで構成されている。高圧タンク２１には、常圧に比して圧力が高められた燃料ガスが貯留されている。高圧タンク２１内の水素ガスは、例えば３５ＭＰａ又は７０ＭＰａで貯留されている。なお、高圧タンク２１に例えば２０ＭＰａの圧縮天然ガス（ＣＮＧガス）を貯留し、このＣＮＧガスを水素に改質して燃料電池２に供給するようにしてもよい。
【００３２】
高圧タンク２１の口金には、複数のバルブや機能部品を一体に組み込んだバルブアッセンブリ５０が接続されている。なお、図１においては、バルブアッセンブリ５０を点線で示している。バルブアッセンブリ５０には、高圧タンク２１内に燃料ガスを充填するための充填ライン５１があり、充填ライン５１には、上流側から順に、手動弁５２と二つの逆止弁５３，５４とが設けられている。
【００３３】
また、バルブアッセンブリ５０内の供給路２２には、調圧弁６１、手動弁６２、遮断弁６３、及び圧力センサＰ１が設けられている。調圧弁６１は、高圧タンク２１内の水素ガスを例えば３ＭＰａ程度に減圧して、供給路２２の下流側に流出する。調圧弁６１の詳細な構成については後述する。
【００３４】
手動弁６２は、調圧弁６１の下流側に設けられ、遮断弁６３は、手動弁６２の下流側に設けられている。ただし、調圧弁６１、手動弁６２及び遮断弁６３の配置順は適宜設計変更可能である。遮断弁６３は、高圧タンク２１の元弁として機能するものであり、制御装置５により開閉制御される。圧力センサＰ１は、調圧弁６１の二次側の燃料ガス圧を検出する。
【００３５】
バルブアッセンブリ５０外の供給路２２には、高圧タンク２１側から順に、水素ガスの圧力を例えば１ＭＰａ程度まで減圧する一次減圧弁７１と、一次減圧弁７１で減圧された水素ガスをさらに例えば２００ｋＰａ程度まで減圧する二次減圧弁７２と、が設けられている。各減圧弁７１，７２の下流側には、リリーフ弁７３，７４が接続されている。
【００３６】
また、一次減圧弁７１と二次減圧弁７２との間には、供給路２２をマニュアル操作により開閉するマニュアル弁７５が設けられている。二次減圧弁７２と合流点Ａとの間には、供給路２２を制御装置５により開閉する遮断弁７６が設けられている。なお、高圧タンク２１から燃料電池２に至る供給路２２における減圧弁又は調圧弁の数は任意である。
【００３７】
さらに、供給路２２には、供給路２２内の水素ガスの圧力を検出する複数の圧力センサが配置されている。ここでは、四つの圧力センサＰ３、Ｐ４、Ｐ５、Ｐ６が設けられており、いずれも調圧弁６２よりも下流側に設けられている。特に、圧力センサＰ６は、燃料電池２の水素ガス入口の近傍に設けられ、燃料電池２への供給水素圧を検出する。
【００３８】
図２は、調圧弁６１を示す断面図である。
調圧弁６１は、ポペット型で構成することができ、その外殻をハウジング１０１により構成されている。ハウジング１０１には、供給路２２に接続された１次側の流入口１０２および２次側の流出口１０３と、接続流路１２０に接続された接続口１０４と、が形成されている。ハウジング１０１の内部空間は、ダイヤフラム１０６によって二つに仕切られている。ダイヤフラム１０６の周縁部は、ハウジング１０１の内壁に固着されている。
【００３９】
ダイヤフラム１０６の一方の側にある面１０６ａは、供給路２２の一部である弁内流路１０７（ガスの通路）に面し、水素ガスの２次側圧力が作用される。ダイヤフラム１０６の他方の側にある面１０６ｂは、ハウジング内１０１内の圧力室１０８に面し、圧力室１０８内の圧力が作用される。また、ダイヤフラム１０６の面１０６ｂは、圧力室１０８に収容したスプリング１０９によって、弁内流路１０７側に付勢されている。スプリング１０９は、バネ定数などの性状が所定に設定されている。
【００４０】
ダイヤフラム１０６の面１０６ａには、その軸心にステム１１０が連結されている。ステム１１０は、スプリング１０９と同軸に配設されている。ステム１１０の先端部にある弁体１１１は、その円錐台の側面がハウジング１０１に設けた弁座１１２に離接可能に構成されている。このような構成により、調圧弁６１は、ダイヤフラム１０６に作用される水素ガスの２次側圧力と、圧力室１０８内の圧力と、スプリング１０９の圧力と、に応じて弁体１１１の開度が調整される。この開度調整により、水素ガスの２次側圧力が例えば３ＭＰａ程度に調整される。
【００４１】
圧力室１０８は、ダイヤフラム１０６の面１０６ｂとハウジング１１０の内壁面とにより画成されている。圧力室１０８は、上記の接続口１０４を介して接続流路１２０に連通している。接続流路１２０には、この接続流路１２０を開閉する開閉弁１２１と、接続流路１２０内のガス圧を検出する圧力センサＰ２と、が設けられている。開閉弁１２１は、シャットバルブからなり、制御装置５により開閉制御される。圧力センサＰ２は、開閉弁１２１と圧力室１０８との間に位置している。
【００４２】
接続流路１２０は、供給路２２の下流側の接続点Ｂに接続されている。これにより、圧力室１０８と供給路２２とは、接続流路１２０によってガスが流通可能に接続されている。本実施形態では、図１に示すように、接続点Ｂは、一次減圧弁７１及びリリーフ弁７３よりも下流側に位置し、且つ二次減圧弁７２よりも上流側に位置している。それゆえ、圧力室１０８内の圧力は、一次減圧弁７１の下流側の供給路２２内の圧力に設定可能となっている。
【００４３】
なお、接続流路１２０の一端を供給路２２の他の部分に接続してもよい。例えば、接続流路１２０の一端は、一次減圧弁７１の上流側に、二次減圧弁７２と手動弁７５との間に、又は、二次減圧弁７２と遮断弁７６との間に接続してもよい。要は、接続点Ｂは、バルブアッセンブリ５０外の供給路２２上であればよく、好ましくは、調圧弁６１よりも下流側となる供給路２２の下流通路上であり、より好ましくは、供給路２２において最も下流に位置する遮断弁（この場合、遮断弁７６）よりも上流側である。
【００４４】
なお、調圧弁６１の構成は上記に限るものではなく、ダイヤフラム１０６のみがハウジング１０１内を仕切る構成でなくてもよい。例えば、ダイヤフラム１０６が他の部材と協働してハウジング１０１内を仕切る構成であってもよい。
【００４５】
制御装置５（ＥＣＵ）は、図示省略したＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭ，入出力インターフェース等を備えている。入出力インターフェースには、圧力センサＰ１〜Ｐ６などの各種センサが接続されている。また、入出力インターフェースには、コンプレッサ１４、循環ポンプ２４、パージ弁３３、遮断弁６３、遮断弁７６、及び開閉弁１２０等を駆動する図示省略した各種ドライバが接続されている。
【００４６】
例えば、制御装置５は、燃料電池システム１の稼働中には、コンプレッサ１４、循環ポンプ２４、パージ弁３３などを制御し、燃料電池２の目標電力に応じた酸化ガス及び水素ガスの供給制御を行う。
【００４７】
以上説明した本実施形態の燃料電池システム１の作用について説明する。本実施形態では、調圧弁６１の圧力室１０８が供給路２２の下流側に接続されているため、供給路２２の圧力変動を圧力室１０８に伝達することができる。つまり、供給路２２上の構造的な影響や、燃料電池２の運転条件又は状態（急速な消費や異常状況）によって、供給路２２に圧力変動が生じたとしても、その圧力変動を調圧弁６１に機械的にフィードバックすることができる。
【００４８】
これにより、調圧弁６１のダイヤフラム１０６が圧力変動に対応して作動し、水素ガスの圧力が調整されるため、減圧弁７１には、適切な一次側圧力の水素ガスが流入する。それゆえ、減圧弁７１が適切に作動することができ、所定の二次側圧力にまで水素ガスを減圧でき、所定の供給水素圧の水素ガスを燃料電池２に供給することができる。したがって、本実施形態によれば、調圧弁６１よりも下流側の減圧弁７１，７２の作動や、燃料電池２の運転を安定させることができる。
【００４９】
以上のことを別の観点からみれば、燃料電池システム１には、水素ガスの圧力を調整するように、ダイヤフラム１０６を調圧弁６１よりも下流側の供給路２２のガス状態に連動させる連動手段２００が構成されている。そして、この連動手段２００に含まれる接続流路１２０によって、圧力室１０８のガス状態を調圧弁６１よりも下流側の供給路２２のガス状態にすることで、ダイヤフラム１０６を調圧弁６１よりも下流側の供給路２２のガス状態に連動させるようにしている。連動手段２００を構成する要素としては、接続流路１２０のみならず、以下に述べる制御例を実行する制御装置５、開閉弁１２１、及び各種の圧力センサＰ１〜Ｐ６が含まれる。
【００５０】
一方で、接続流路１２０に開閉弁１２１を設けているので、開閉弁１２１を必要に応じて開閉することもできる。以下、開閉弁１２１を開閉するいくつかの例について説明する。
【００５１】
＜開閉弁制御；第１の例＞
調圧室１０８の圧力値を一定に保ちたい場合には、開閉弁１２１を遮断して、調圧室１０８と供給路２２とを非連通状態にしてもよい。
【００５２】
＜開閉弁制御；第２の例＞
燃料電池システム１の稼動中は、原則として開閉弁１２１を閉じておき、供給路２２に所定の大きさの圧力変動が生じた場合に、開閉弁１２１を開くようにしてもよい。
【００５３】
ここで、供給路２２に所定の大きさの圧力変動が生じているか否かは、供給路２２上の圧力センサＰ１及びＰ３〜Ｐ６が検出する圧力値に基づいて、制御装置５が判断することができる。
【００５４】
制御装置５は、これら圧力センサＰ１及びＰ３〜Ｐ６の検出結果を判断し、必要に応じて開閉弁１２１を開閉制御すればよい。例えば、圧力センサＰ３、Ｐ４で検出した水素ガスの圧力が減圧弁７１、７２の一次側の最大使用圧力を超えている場合には、開閉弁１２１を開いて、減圧弁７１、７２の作動性を確保するとよい。一方で、供給路２２に生じた圧力変動が閾値よりも極端に大きい場合には、開閉弁１２１を閉じたままとしてもよい。圧力変動が極端に大きい場合には、圧力室１０８への水素ガス圧のフィードバックによって調圧量がハンチングするおそれがあるため、上記のように開閉弁１２１の閉弁状態を維持するとよい。こうすることで、圧力室１０８への圧力変動の影響を回避できる。
【００５５】
なお、開閉弁１２１を開いた場合には、制御装置５は、圧力センサＰ２の検出結果に基づいて、調圧室１０８内が所望の圧力になったところで、開閉弁１２１を閉じるようにしてもよい。つまり、制御装置５は、圧力センサＰ２の検出結果に基づいて、開閉弁１２１を開閉制御するとよい。
【００５６】
＜開閉弁制御；第３の例＞
制御装置５は、燃料電池２の運転状態に応じて開閉弁１２１を開閉制御してもよい。
例えば、燃料電池２の運転状態に応じて調圧弁６１の開弁特性を変更する場合には、開閉弁１２１を開いて圧力室１０８内の圧力を変更してもよい。この燃料電池２の運転状態を把握するために、圧力センサＰ６の検出結果を用いるとよい。
【００５７】
＜開閉弁制御；第４の例＞
燃料電池システム１の稼動中は、原則として開閉弁１２１を開いておき、供給路２２に生じた圧力変動が閾値よりも極端に大きい場合に、開閉弁１２１を閉じるようにしてもよい。
【００５８】
こうすることで、上記同様に、調圧弁６１による調圧量のハンチングを抑制できる。この場合、開閉弁１２１を閉じることに代えて、あるいは開閉弁１２１と共に遮断弁７６を閉弁制御するようにしてもよい。圧力変動が閾値よりも極端に大きい場合に、遮断弁７６を閉じても、上記同様に、調圧弁６１による調圧量のハンチングを抑制できる。なお、この観点からすれば開閉弁１２１は省略することができるが、調圧弁６１の圧力室１０８に対し、遮断弁７６による遮断効果を達成するためには、本実施形態のように、接続点Ｂは遮断弁７６よりも上流側に位置する必要がある。
【００５９】
＜第２実施形態＞
次に、図３を参照して、第２実施形態に係る燃料電池システム１について相違点を中心に説明する。第１実施形態との主な相違点は、本実施形態では連動手段２００の構成を電気的な構成としたことである。そのため、本実施形態の連動手段２００は、接続流路１２０や開閉弁１２１を必須の構成要素としておらず、図３においても図示されていない。なお、図３では省略したが、圧力室１０８にスプリング１０９を設けてもよい。
【００６０】
連動手段２００は、上記した各種の圧力センサＰ１及びＰ３〜Ｐ６及び制御装置５のほか、伝達部３１０を介してダイヤフラム１０６に連結された駆動装置３００を有している。駆動装置３００は、ステッピングモータや直線駆動の電磁アクチュエータなどで構成され、伝達部３１０を介してダイヤフラム１０６を撓ませるように駆動する。駆動装置３００は、制御装置５に電気的に接続されており、制御装置５によって制御される。駆動装置３００及び伝達部３１０は、圧力室１０８内に配置されており、伝達部３１０の一端はダイヤフラム１０６の面１０６ｂに連結されている。
【００６１】
本実施形態の作用効果について説明する。供給路２２の圧力変動が生じた場合、この圧力変動が圧力センサＰ１及びＰ３〜Ｐ６の少なくとも一つで検出される。制御装置５、この検出結果に基づいて駆動装置３００を制御し、調圧弁６１の二次側圧力が所定の値となるようにダイヤフラム１０６を駆動する。
【００６２】
このように、本実施形態によれば、調圧弁６１よりも下流側の供給路２２の圧力変動に対応して、その供給路２２のガス状態にダイヤフラム１０６を電気的に連動させることができる。そして、このダイヤフラム１０６の連動により、調圧弁６１は水素ガス圧を適切に調整することができる。したがって、本実施形態によれば、第１実施形態と同様に、調圧弁６１よりも下流側の減圧弁７１，７２の作動や、燃料電池２の運転を安定させることができる。なお、制御装置５は、燃料電池２の運転状態に応じて駆動装置３００を制御するようにしてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００６３】
本発明のガスシステムは、ガス消費装置として燃料電池２を備える燃料電池システム１のみならず、他のガス消費装置を備えるシステムであってもよい。例えば、ガス消費装置は、水素ガスあるいは圧縮天然ガスの供給を受けて機械エネルギーや熱エネルギーを発生する内燃機関であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１】第１実施形態に係る燃料電池システムの構成を示す構成図である。
【図２】第１実施形態に係る調圧弁及び連動手段の構成を示す断面図である。
【図３】第２実施形態に係る調圧弁及び連動手段の構成を示す断面図である。
【図１】
2007198533.tif 000003
【図２】
2007198533.tif 000004
【図３】
2007198533.tif 000005